Микроклимат городской среды

Архитектурно-планировочные и техногенные особенности городской территории способствуют формированию местного климата, отличного от климата пригородной территории (табл. 4.8). В промзонах, на отдельных улицах, кварталах, площадях, парках и т.п. создаются свои особые микроклиматические условия, определяемые городской застройкой, наличием промышленных предприятий, почвенным покрытием, распределением зеленых насаждений и водоемов.

На формирование городского климата оказывают влияние:

     прямые выбросы тепла и изменения режима солнечной радиации; пылегазовые выбросы промышленных предприятий и транспорта;

     изменения теплового баланса за счет уменьшения испарения, малой проницаемости подстилающей поверхности, способствующей быстрому стоку воды и значительной теплопроводности покрытий (крыш, стен зданий, мостовых и т.д.); пересеченность местности, создаваемая городской застройкой, большая доля вертикальных поверхностей, что приводит к взаимному затенению домов и образованию котловинных условий на фоне равнинного рельефа.

Нередко сами города располагаются в естественных котловинах.

Таблица 4.8. Различия климата в крупных городах и прилегающей сельской

местности в средних широтах

Метеорологические факторы     В городе, по сравнению с сельской местностью

Радиация общая     на 15—20% ниже

Ультрафиолетовое излучение зимой   на 30% ниже

Ультрафиолетовое излучение летом   на 5% ниже

Продолжительность солнечного          на 5—15% ниже

сияния          

Температура среднегодовая       на 0,5—1,0° С выше

средняя зимняя       на 1—2° С выше

Продолжительность отопительного     на 10% меньше

сезона          

Примеси      

— ядра конденсации и частицы в 10 раз больше

— газовые примеси           в 5—25 раз больше

Скорость ветра среднегодовая  на 20—30% ниже

штормовая   на 10—20% ниже

штили            на 5—20% чаще

Осадки суммарные            на 5—10% больше

в виде снега на 5% меньше

Число дней с осадками меньше 5 мм   на 10% больше

Количество облаков         на 5—10% больше

Повторяемость туманов зимой  на 100% больше

летом на 30% больше

Относительная влажность зимой          на 2% меньше

летом на 8% меньше

иногда           на 11—20% меньше

Грозы (частота)      в 1,5—2 раза меньше

 

Перечисленные факторы действуют комплексно, хотя и неодинаково в разных условиях климата и погоды.

Солнечная радиация в условиях крупных промышленных центров оказывается пониженной вследствие уменьшения прозрачности из-за большого количества пылевых частиц и аэрозолей. Поступление ультрафиолетовых лучей сильно ослабляется за счет мутности атмосферного воздуха и высокой застройки в узких улицах. С другой стороны, в городе к рассеянной радиации присоединяется радиация, отраженная стенами и мостовыми. Этим обстоятельством обусловлено чувство зноя и духоты, характерное для городов летом.

Из-за загрязненности воздушного бассейна в городах снижается эффективное излучение и, соответственно, ночное охлаждение. Изменение радиационного баланса, дополнительное поступление тепла в атмосферу при сжигании топлива и малый расход тепла на испарение приводят к повышению температуры внутри города, по сравнению с прилегающей местностью.

Указанные выше факторы являются причиной образования так называемого "острова тепла" над городом. Размер "острова тепла" и его показатели изменяются во времени и пространстве под влиянием фоновых метеорологических условий и местных особенностей города. Закономерности изменения температуры воздуха при переходе от сельской местности к центральной части города показаны на рис.

На границе раздела "город — сельская местность" возникает значительный горизонтальный градиент температуры, соответствующий "утесам острова тепла", достигающий иногда 4° С/км. Большая часть города представляет собой "плато" теплого воздуха с повышением температуры по направлению к центру города. Термическая однородность "плато" нарушается "разрывами" общего характера поверхности в виде областей холода — парки, водоемы, луга и областей тепла — промышленные предприятия, плотная застройка зданиями. Над центральной частью больших городов располагается "пик острова тепла", где температура воздуха максимальна. В крупных агломерациях может наблюдаться несколько таких "пиков", обусловленных наличием промышленных предприятий и плотной застройкой.

По данным метеорологических исследований, тепловое влияние городов проявляется в пределах 100—500-метрового слоя атмосферы, а иногда и 1 км. Большая аэродинамическая шероховатость подстилающей поверхности и наличие "островов тепла" определяют особенности ветрового режима города.

Ветровой режим города характеризуется существованием местной циркуляции. Например, при слабых ветрах до 2—3 м/с у поверхности земли может возникнуть поток холодного воздуха, направленного к "острову тепла", а у вершины "острова тепла" формируется поток теплого воздуха к окраинам города. В самом городе различия в нагреве освещенных и затененных частей улиц и дворов также обусловливает местную циркуляцию воздуха. В ней восходящий поток образуется над поверхностью освещенных стен, а нисходящий — над затененными стенами и частями улиц или дворов. Наличие водоемов способствует формированию дневной местной циркуляции, подобной бризам, от водоема к застройке, что весьма желательно жарким летом. Одновременно такая циркуляция может способствовать захвату загрязняющих примесей.